La notte dei ricercatori e delle ricercatrici 2021
24 Settembre

Ricerca

Il RadioCarbonio: una straordinaria particella per tutti gli usi, Lucio Calcagnile, Professore Università degli Studi del Salento e Direttore CEDAD

Il radiocarbonio è l’isotopo radioattivo del carbonio presente in tutti gli organismi viventi. Di origine cosmogenica viene prodotto per interazione dei raggi cosmici con l’azoto atmosferico e attraverso la fotosintesi viene assorbito da piante, animali e quindi dall’uomo. Dopo lo sviluppo del metodo del radiocarbonio da parte del prof. W. Libby, insignito del premio Nobel per la Chimica nel 1960, il radiocarbonio è diventato celeberrimo. Le applicazioni che utilizzano misure del radiocarbonio in vari materiali sono tante a cominciare da quelle piu’ note al grande pubblico in ambito archeologico. Non sono mancate ricerche che hanno portato a risultati inattesi che hanno riscritto la storia e smascherato credenze consolidate da secoli. Ormai è possibile effettuare studi in vari ambiti con poche decine di microgrammi grazie allo sviluppo della tecnica della spettrometria di massa con acceleratore (AMS) che misura direttamente il radiocarbonio misurando le particelle ad una ad una. La tecnica è basata su acceleratori di particelle come il Tandetron del CEDAD, il CEntro di Fisica applicata dell’Università del Salento. A parte la nota datazione della Sacra Sindone, numerose sono state le applicazioni del radiocarbonio per AMS, come l’utilizzo del radiocarbonio per la ricostruzione del livello del mare, gli studi degli effetti antropogenici dovuto a grossi impianti industriali, all’individuazione della data di nascita e di morte per applicazioni forensi utilizzando la curva del “Bomb Peak”. Non mancano le applicazioni piu’ esotiche per la determinazione del contenuto biogenico in materiali plastici. Insomma è proprio una particella per tutti i ricercatori e per tutti gli usi. Lucio Calcagnile
Si è laureato in Fisica nel 1987 all’Università di Lecce e ha conseguito il dottorato in Fisica presso l’Università di Bari nel 1991. Dal 1992 è stato ricercatore di Fisica Generale presso l’università di Lecce, dal 1999 al 2005 professore Associato e dal 2005 è professore Ordinario di Fisica Applicata, prima al Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione e successivamente al Dipartimento di Matematica e Fisica “Ennio De Giorgi” dell’Università del Salento. E’ stato visiting scientist presso il FOM-Institute for Atomic and Molecular Physics di Amsterdam, il Laboratorio Tandetron del CNRS a Gif sur Ivette, il Laboratorio AGLAE a Parigi e il Leibniz Labor dell’Università di Kiel in Germania. E’ membro del Comitato Scientifico della Scuola Superiore ISUFI dell’Università del Salento e vice-direttore del Dipartimento di Matematica e Fisica della stessa università. E’ leader del Gruppo di Fisica Applicata e ha realizzato, a partire dal 1999, il CEDAD – CEntro di Fisica applicata, DAtazione e Diagnostica che attualmente dirige. E’ anche responsabile all’Università del Salento della Infrastruttura Europea di ricerca ACTRIS dedicata a studi sulle Scienze ambientali e del BOL – Bio Open Lab nell’abito della infrattura europea CERIC-ERIC. La sua attività di ricerca riguarda l’interazione tra fasci ionici e fasci laser con la materia, lo sviluppo e le applicazioni di tecnica di analisi con fasci ioni, di tecniche isotopiche e in particolare della misura del radiocarbonio mediante spettrometria di massa con acceleratore. Dopo la realizzazione del CEDAD, che dispone di un acceleratore di particelle di tipo Tandetron da 3MV, per la misura diretta del radiocarbonio la sua attività di ricerca ha riguardato anche le numerose applicazioni del radiocarbonio in vari campi dall’archeologia alle scienze ambientali, dalla fisica applicata, alle scienze forensi. E’ autore di oltre 200 pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali, numerosi invited a congressi nazionali e internazionali. E’ membro del comitato scientifico della International Radiocarbon Conference, la Accelerator Mass Spectrometry Conference e Radiocarbon in the Environment Conference.


Radiocarbon is the radioactive isotope of carbon present in all living organisms. Of cosmogenic origin, it is produced by the interaction of cosmic rays with atmospheric nitrogen and through photosynthesis it is absorbed by plants, animals and humans. After the development of the radiocarbon method by prof. W. Libby, who was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1960, radiocarbon has become very famous. There are many applications that use radiocarbon measurements in various materials, including those best known to a large public in the archaeological field. Some researches have led to unexpected results that have rewritten history and unmasked long-established beliefs. It is now possible to carry out studies in various fields with a few tens of micrograms thanks to the development of the Accelerator Mass Spectrometry (AMS) technique which directly measures radiocarbon by measuring the particles one by one. The technique is based on particle accelerators such as the Tandetron accelerator of CEDAD, the Center of Applied Physics of the University of Salento. Apart from the known dating of the Holy Shroud, there have been numerous applications of radiocarbon by AMS, such as the use of radiocarbon for the reconstruction of the sea level, the studies of the anthropogenic effects due to large industrial plants, the identification of the date of birth and death for forensic applications using the “Bomb Peak” curve. There is no shortage of more exotic applications for determining the biogenic content in plastic materials. radiocarbon is therefore a particle for all researchers and for all uses.